[发明专利]薄膜制造方法及能够用于其方法的硅材料

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜制造方法及能够用于其方法的硅材料。

背景技术

目前，针对器件的高性能化、小型化，正在广泛开展薄膜技术。器件的薄膜化不仅给用户带来直接的好处，而且在保护地球资源、降低功耗的环境方面也发挥着重要作用。

薄膜技术的进步需要满足薄膜制造方法的高效率化、稳定化、高生产性化、低成本化的要求。例如，为了提高薄膜的生产性，长时间成膜技术是必须的。例如，在太阳能电池或锂离子二次电池的制造中，公知的是使硅蒸镀于各种基板上而形成薄膜的技术。在利用真空蒸镀法进行的薄膜制造中，为了进行长时间成膜，向蒸发源供给材料是有效的。

为了向蒸发源供给材料，根据使用的原料或成膜条件等，选择各种方法。具体而言，公知的是：(i)向蒸发源添加粉状、粒状、颗粒状等各种形状的材料的方法；(ii)将棒状或线状的材料浸渍于蒸发源中的方法；(iii)使液状材料流入蒸发源的方法。

蒸发源的温度随着向蒸发源添加材料而变化。蒸发源的温度变化引起材料的蒸发速度，即成膜速度的变化。因此尽可能地减小蒸发源的温度变化是重要的。例如日本特开昭62-177174号公报公开了在坩埚的上方，材料一旦熔解后，向坩埚内供给该熔解后的材料的技术。另外，也存在使棒状原料在蒸发源的上方从顶端部依次熔解，向蒸发源供给由熔解产生的液滴的方法。这些供给方法在减小蒸发源的热波动上是有效的。

棒状硅材料例如能够通过将硅芯线通电加热，在该芯线上使三氯硅烷与氢反应，析出多晶硅的方法来制作(参照专利第3343508号公报)。

专利文献1：日本特开昭62-177174号公报

专利文献2：专利第3343508号公报

如日本特开昭62-177174号公报公开的、作为原料使棒状材料从其顶端依次熔解后供给的方法在对蒸发源带来的温度波动小这一点上优越。但是，使用该方法时，需要使熔融原料确切地向蒸发源的坩埚内流下。因此，需要限定棒状材料的加热范围，通过快速加热控制材料的熔解开始点。

另外，在使用硅等脆性材料作为原料的情况下，可能会由于快速加热时的热膨胀，棒状材料破裂，未熔解的材料落入坩埚内。落入坩埚内的未熔解的材料在熔解时吸收熔解热，因此降低了坩埚内金属溶液的温度，使坩埚内的材料的蒸发速度降低。

另外，由于快速加热时的热膨胀而棒状材料破碎的情况下，从加热部产生的微粉末作为所谓的溅沫飞散，可能会损坏蒸镀基板。特别是通过电子束的照射来加热坩埚内的材料的情况下，被电子束照射的微粉末容易带电。因此，由于微粉末彼此的静电排斥，容易发生飞散，因溅沫引起的基板的损伤变得显著。

特别是，专利第3343508号公报公开的、通过使用三氯硅烷使其析出而制造的棒状硅材料的结晶粒径小，材料的表层容易变粗糙。这样的材料的强度低，使用时容易发生破裂。

在这样的背景下，期待着能够不产生溅沫，稳定地向蒸发源供给材料的方法。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述课题而发明的。即、本发明提供一种薄膜制造方法，其包括：

以在基板上形成薄膜的方式，使从蒸发源飞来的粒子以真空中的规定成膜位置在所述基板上堆积的工序；

在使含有所述薄膜的原料的棒状材料在所述蒸发源的上方熔解的同时，将熔解的所述材料以液滴的形式向所述蒸发源供给的工序，

作为所述棒状材料，使用下述规格的棒状硅材料：

(a)从垂直于所述材料的长轴方向的截面的中心向外周部，在长度90％的位置上存在多个分别被晶界包围的第一区域，所述多个第一区域的长径的面积加权平均值为200μm以下，且(b)从所述中心向所述外周部，在长度50％的位置上存在多个分别被晶界包围的第二区域，所述多个第二区域的长径的面积加权平均值为1000μm以上。

从其它观点来看，本发明的特征在于，

在一边供给棒状材料，一边进行蒸镀的薄膜形成法中，作为材料，使用硅材料，依次熔解所述硅材料后向蒸镀源供给，所述硅材料是棒状硅，其特征在于，在垂直于棒的长轴方向的截面是哪个，从棒的中心向外周部，在距离棒中心的长度90％以上的区域中，晶界包围的区域的长径为200μm以下的结晶粒所占的面积是50％以上，在距离棒中心的长度40～60％的区域中，晶界包围的区域的长径为1mm以上的结晶粒所占的面积是50％以上

另外，本发明提供一种薄膜形成法，在通过排气装置减压的真空容器中，将从开卷辊开卷的长条基板经由屏蔽板限制的开口部搬运至卷绕辊，